一种彩色自修复热反射涂层及其涂装工艺制造技术

一种彩色自修复热反射涂层及其涂装工艺，属于热反射涂层技术领域。由涂层底漆、自修复涂层和彩色热反射涂层三部分组成，其中自修复图层中含有自修复胶囊。所发明专利技术的彩色自修复热反射涂层相比于同色彩的涂层，具有较高的太阳热反射效率，能够有效的降低夏季建筑的能耗；涂层中含具有自修复功能的微胶囊，当涂层发生破裂损伤时，微胶囊发生破裂，内部的液体物质流出，弥合涂层裂缝，实现热反射涂层的自修复，从而延长了热反射涂料的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热反射涂层领域，特别涉及一种彩色自修复热反射涂层及其制备方法。 
技术介绍
热反射涂料对太阳光具有较高反射效率，能够有效的降低夏季空调的制冷能耗，作为一种新型的建筑节能材料，正在不断的推广应用。目前，热反射涂料在推广应用中存在着两大问题，一是目前所应用的热反射涂料大多为白色或浅色，建筑对涂料多彩性的要求难以满足；二是热反射涂料相对于普通涂料，成本过高，其应用受到限制。因此，开发彩色热反射涂料，提高热反射涂料的使用寿命显得尤为重要。 
技术实现思路
针对目前热反射涂料应用过程中存在的问题，本专利技术提供了一种能够实现自修复并具有高红外反射效果的彩色涂层及其涂装使用方法。通过制备并使用具有自修复功能的微胶囊，提高了涂层的使用寿命，彩色红外反射颜料的使用则提高了相对于同等色彩涂料的热反射效率。本专利技术的自修复热反射涂层，反射效率高，使用寿命长，涂装工艺简单且满足涂层对色彩的需求。 本专利技术的彩色自修复热反射涂层主要由底漆、中间自修复涂层和表面彩色热反射涂层构成。自修复涂层的组成成分包括成膜乳液、具有自修复功能的微胶囊、成膜助剂、消泡剂和分散剂。彩色热反射涂层的组成成分包括成膜乳液、红外反射颜料、钛白粉、玻璃微珠、蒸馏水、成膜助剂、消泡剂、分散剂等。 本专利技术所采用的技术方案是： 上述自修复涂层组分按照质量百分比如下： 成膜乳液：40%～65% 自修复微胶囊：30%～50% 成膜助剂：2%～10% 分散剂：0.1%～5%。 上述的自修复微胶囊的囊芯质量组成：乳化剂0.35-0.5wt%、环氧树脂和氟碳树脂混合物31～45.2wt%，环氧树脂和氟碳树脂的质量之比为1～1.5:1，调节囊芯粘度在2000～3000mpa.s之间；囊壁为：尿素和37%的甲醛溶液按物质的量之比为0.17～0.5：1的比例制备的脲醛树脂，囊壁原材料材料和囊芯材料质量比为0.75～1.5：1；微胶囊粒径为0.4～0.7mm，优选0.5mm。 上述彩色热反射涂层的组分按照质量百分比如下： 成膜乳液：40%～60% 无机红外颜料：0%～20% 金红石型钛白粉：5%～20% 玻璃微珠：0%～20% 成膜助剂：2%～10% 消泡剂：0.1%～3% 分散剂：0.1%～3% 水：10%-20%。 自修复热反射涂层的涂装步骤为： （1）在基材的底层涂刷底漆，自然风干； （2）将自修复涂层均匀的涂刷在底漆上，作为涂层的中层，自然风干； （3）将彩色热反射涂料作为面漆均匀的涂刷在自修复涂层上。 在所设计的热反射涂层中含具有自修复功能的微胶囊在中层涂料起自修复 的作用，含高红外反射颜料的面层涂料满足对热反射和色彩的要求。 所述成膜乳液为水性纯丙烯酸乳液、水性氟碳乳液、有机硅丙烯酸乳液或环氧树脂水溶液。 所述的红外反射颜料为氧化铁、氧化铬、氧化钛、氧化铝、氧化锌中的一种或几种。 自修复用微胶囊的制备方法，采用原位聚合两步法制备聚脲甲醛树脂包覆环氧树脂和氟碳树脂微胶囊，主要控制搅拌速度和各组分占体系含量百分比，具体包括以下步骤： （1）脲醛树脂预聚体的制备：首先将尿素和37wt%的甲醛溶液按物质的量之比为（0.17—0.5）：1的比例混合均匀，待尿素全部溶解后，用三乙醇胺调节溶液pH=8.5～9.5，加热溶液至70℃反应1h，制备透明粘稠的脲醛树脂预聚体，冷却后用稀盐酸调解体系pH=7待用； （2）制备囊芯：将去离子水和乳化剂混合均匀，然后向其中加入一定量的环氧树脂和氟碳树脂，搅拌待水包油型乳化剂分散稳定，各组分质量百分比分别占整个囊芯体系为：乳化剂0.35-0.5wt%、环氧树脂和氟碳树脂混合物31—45.2wt%，余量为去离子水，充分搅拌0.5h，得到水包油型乳化体系，备用； 其中，环氧树脂和氟碳树脂的质量之比为1-1.5:1，调节粘度在2000～3000mpa.s之间。 所述的乳化剂浓度为十二烷基苯磺酸钠，加入时采用0.5—1.0g/l的水溶液形式。 （3）将步骤（1）中制备的脲醛树脂预聚体和步骤（2）中制备的囊芯材料按质量比为（0.75—1.5）：1的比例混合，加入间苯二酚和氯化铵，其中间苯二酚和氯化铵的加入量分别为与去离子水的质量比为（10—15）:3，盐酸调至PH 为3.5—4.0，在60—70℃的恒温水浴锅中反应2～3h，待反应结束后，将烧瓶中的液体过滤、洗涤、干燥得微胶囊。 步骤（2）和（3）中控制搅拌速度300—600r/min，以获得粒径范围在300um—400um的微胶囊。粒径过小微胶囊囊芯含量较少，不能达到因裂纹产生而使囊芯流出进而修复涂料表面；而微胶囊的尺寸过大不能与涂料混合形成涂层，故在该专利技术的条件下，搅拌速度应该控制在300—600r/min。 本专利技术的自修复热反射涂层由涂层底漆、自修复涂层和彩色热反射涂层三部分组成。所专利技术的彩色自修复热反射涂层相比于同色彩的涂层，具有较高的太阳热反射效率，能够有效的降低夏季建筑的能耗；涂层中含具有自修复功能的微胶囊，当涂层发生破裂损伤时，微胶囊发生破裂，内部的液体物质流出，弥合涂层裂缝，实现热反射涂层的自修复，从而延长了热反射涂料的使用寿命。 与现有技术相比，本专利技术的独特之处在于，选用具有自修复功能的微胶囊，提高了热反射涂料的抗裂性能，延长了热反射涂料的使用寿命；采用本身既具有较高红外反射性能的彩色颜料，避免了其他有色颜料对涂料红外反射性能的影响。 具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例。 具有自修复功能的微胶囊的制备工艺为： 1、微胶囊a的制备： （1）将尿素与37%的甲醛溶液按照物质的量之比为0.25:1充分混合并搅拌，待尿素溶解完毕后，用三乙醇胺调节溶液pH=8.5，在70℃下反应，1h后得到粘稠透明的脲醛树脂预聚体，冷却后用稀盐酸调解体系pH=7待用。 （2）分别向四口烧瓶中加入去离子水、十二烷基苯磺酸钠、环氧树脂、氟 碳树脂，在搅拌速度为300r/min下搅拌0.5h得到水包油型乳化液。乳化剂水溶液按照浓度按照0.75g/l配比，环氧树脂与氟碳树脂按照质量比为1:1配比。环氧树脂和氟碳树脂混合物占整个体系质量百分比为32%。 （3）将（1）中得到的预聚体与（2）中的乳化液混合，搅拌均匀，加入间苯二酚和氯化铵，按照与去离子水的质量比为10:3添加,此时加入盐酸调节PH至3.5，在60℃的水浴锅中恒温反应3h，使胶囊固化。待反应完全后，过滤、洗涤、干燥即得到微胶囊a。 2、微胶囊b的制备： （1）将尿素与37%的甲醛溶液按照物质的量之比为0.17:1充分混合并搅拌，开动机械搅拌装置，待尿素溶解完毕后，用三乙醇胺调节溶液pH=9，在70℃下反应，1h后得到粘稠透明的脲醛树脂预聚体，冷却后用稀盐酸调解体系pH=7待用。 （2）分别向四口烧瓶中加入去离子水、十二烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色自修复热反射涂层，其特征在于，主要由底漆、中间自修复涂层和表面彩色热反射涂层构成，自修复涂层的组成成分包括成膜乳液、具有自修复功能的微胶囊、成膜助剂、消泡剂和分散剂；彩色热反射涂层的组成成分包括成膜乳液、红外反射颜料、钛白粉、玻璃微珠、蒸馏水、成膜助剂、消泡剂、分散剂；上述自修复涂层组分按照质量百分比如下：成膜乳液：40%～65%自修复微胶囊：30%～50%成膜助剂：2%～10%分散剂：0.1%～5%；上述的自修复微胶囊的囊芯质量组成：乳化剂0.35‑0.5wt%、环氧树脂和氟碳树脂混合物31～45.2wt%，环氧树脂和氟碳树脂的质量之比为1～1.5:1，调节囊芯粘度在2000～3000mpa.s之间；囊壁为：尿素和37%的甲醛溶液按物质的量之比为0.17～0.5：1的比例制备的脲醛树脂，囊壁原材料材料和囊芯材料质量比为0.75～1.5：1；微胶囊粒径为0.4～0.7mm；上述彩色热反射涂层的组分按照质量百分比如下：成膜乳液：40%～60%无机红外颜料：0%～20%金红石型钛白粉：5%～20%玻璃微珠：0%～20%成膜助剂：2%～10%消泡剂：0.1%～3%分散剂：0.1%～3%水：10%‑20%。...

【技术特征摘要】
1.一种彩色自修复热反射涂层，其特征在于，主要由底漆、中间自修复涂
层和表面彩色热反射涂层构成，自修复涂层的组成成分包括成膜乳液、具有自
修复功能的微胶囊、成膜助剂、消泡剂和分散剂；彩色热反射涂层的组成成分
包括成膜乳液、红外反射颜料、钛白粉、玻璃微珠、蒸馏水、成膜助剂、消泡
剂、分散剂；
上述自修复涂层组分按照质量百分比如下：
成膜乳液：40%～65%
自修复微胶囊：30%～50%
成膜助剂：2%～10%
分散剂：0.1%～5%；
上述的自修复微胶囊的囊芯质量组成：乳化剂0.35-0.5wt%、环氧树脂和氟
碳树脂混合物31～45.2wt%，环氧树脂和氟碳树脂的质量之比为1～1.5:1，调节囊
芯粘度在2000～3000mpa.s之间；囊壁为：尿素和37%的甲醛溶液按物质的量之
比为0.17～0.5：1的比例制备的脲醛树脂，囊壁原材料材料和囊芯材料质量比为
0.75～1.5：1；微胶囊粒径为0.4～0.7mm；
上述彩色热反射涂层的组分按照质量百分比如下：
成膜乳液：40%～60%
无机红外颜料：0%～20%
金红石型钛白粉：5%～20%
玻璃微珠：0%～20%
成膜助剂：2%～10%
消泡剂：0.1%～3%
分散剂：0.1%～3%
水：10%-20%。
2.按照权利要求1的一种彩色自修复热反射涂层，其特征在于，所述成
膜乳液为水性纯丙烯酸乳液、水性氟碳乳液、有机硅丙烯酸乳液或环氧树脂水
溶液。
3.按照权利要求1的一种彩色自修复热反射涂层，其特征在于，所述的
红外反射颜料为氧化铁、氧化铬、氧化钛、氧化铝、氧化锌中的一种或几种。
4.权利要求1的的一种彩色自修复热反射涂层，其特征在于，自修复用
微胶囊的制备方法，采用原位聚合两步法制备聚脲甲醛树脂包覆环氧树脂和氟
碳树脂微胶囊，主要控制搅拌速度和各组分占体系含量百分比，具体包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛倩瑾，吕秋瑞，王蕊，王亚丽，王子明，崔素萍，兰明章，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11